JP3206770B2 - Music generator - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、楽音の周波
数特性が環境に応じて所望の周波数特性となるような楽
音発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention, for example, easy frequency characteristics of the musical tone such that desired frequency characteristics depending on the environment
The present invention relates to a sound generator .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、スピーカを内蔵し、イコライ
ザやエフェクタ等の機能を有する電子楽器が知られてい
る。この電子楽器では、イコライザ等の各種パラメータ
を調節・設定することにより、出力すべき楽音の周波数
特性を自在に変化させることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic musical instrument having a built-in speaker and having functions such as an equalizer and an effector has been known. In this electronic musical instrument, the frequency characteristics of a musical tone to be output can be freely changed by adjusting and setting various parameters such as an equalizer.
【0003】ところで、聴取者(演奏者)がスピーカか
ら離れている場合、聴取者の耳に到達する楽音は、スピ
ーカからの直接到達するもの他に、室内の壁に反射する
などして特定周波数帯域が増幅あるいは減衰されるもの
もある。つまり、スピーカから発音される楽音は、聴取
者の耳に到達するまでに、室内環境等の外部環境によっ
てその周波数特性が変化することになる。したがって、
聴取者は、スピーカから実際に出力されたものとは異な
る周波数特性の楽音を聞くことになる。そこで、聴取者
は、楽音の周波数特性変化を補正するために、イコライ
ザ等の各種パラメータを予め調整して、耳に到達する楽
音の周波数特性を所望のものとなるようにしていた。When the listener (player) is away from the speaker, the musical sound reaching the listener's ear may not only be directly transmitted from the speaker but also may be reflected on a wall in the room. Some bands are amplified or attenuated. In other words, the frequency characteristic of the musical sound generated from the speaker changes depending on the external environment such as the indoor environment before reaching the listener's ear. Therefore,
The listener hears a musical tone having a frequency characteristic different from that actually output from the speaker. Therefore, the listener adjusts various parameters such as an equalizer in advance in order to correct the frequency characteristic change of the musical sound so that the frequency characteristic of the musical sound reaching the ear becomes a desired one.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、聴取場
所の変更や、設置場所の移動など外部環境の変化がある
毎に、楽音を所望の周波数特性になるように調節する必
要が生じる。この場合、聴取者は各種パラメータを再設
定しなければならないので、多大な手間、時間が必要と
なるという問題があった。この発明は、上記問題に鑑み
なされたもので、その目的とするところは、環境による
周波数特性変化を補償するように、出力すべき楽音信号
の周波数特性を制御して、聴取者に到達する楽音が所望
のものとなるような楽音発生装置を提供することにあ
る。However, every time there is a change in the external environment, such as a change in the listening place or a change in the installation place, it is necessary to adjust the musical sound so as to have a desired frequency characteristic. In this case, since the listener must reset various parameters, there is a problem that a lot of trouble and time are required. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to control the frequency characteristics of a tone signal to be output so as to compensate for changes in frequency characteristics due to the environment, so that a tone reaching a listener can be achieved. It is an object of the present invention to provide a musical sound generating device that makes a desired sound .
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上述した課題を解決するために、所定の楽音信号を発生
する楽音信号発生手段を具備し、この楽音信号発生手段
の発生した楽音信号に所望の周波数特性を付与する楽音
発生装置において、フィルタ係数により規定された特性
にて前記楽音信号を濾波するフィルタ手段(例えば、実
施形態におけるフィルタ7)と、前記楽音信号発生手段
の発生した楽音信号と前記フィルタ手段によって濾波さ
れた楽音信号とのいずれか一方の楽音信号に基づいて、
楽音を出力する出力手段(例えば、実施形態におけるス
ピーカ11等)と、前記出力手段による楽音を入力し、
信号に変換する入力手段(例えば、実施形態におけるマ
イク12等)と、前記楽音信号への所望の周波数特性の
付与に先立ち、前記楽音信号発生手段の発生した楽音信
号を前記出力手段に供給するとともに、それに応じて前
記入力手段から出力される信号と前記楽音信号発生手段
の発生した楽音信号と前記フィルタ手段によって濾波さ
れた楽音信号とに基づいて伝達特性(H')を推定する推
定手段(例えば、実施形態におけるパラメータ供給部6
2)と、所望の周波数特性に関するデータを複数記憶す
るとともに、この複数のデータの中から選択されたデー
タに基づいて前記楽音信号発生手段の発生した楽音信号
の周波数特性を制御するデータ供給手段(例えば、実施
形態におけるデータ供給部5)と、前記フィルタ手段に
よって濾波された楽音信号を前記出力手段に供給すると
ともに、それに応じて前記入力手段から出力される信号
(h(n))と前記データ供給手段で周波数特性が制御され
た信号(d(n))とから求められる誤差信号(e)が最小
の値になるように、前記入力手段から出力される信号
(h(n))と前記データ供給手段で周波数特性が制御され
た信号(d(n))と前記推定手段で予め推定された伝達特
性(H')が付与された前記楽音信号発生手段の発生した
楽音信号とから前記フィルタ係数を演算生成して、前記
フィルタ手段に供給するフィルタ制御手段(例えば、実
施形態におけるパラメータ供給部62,推定値付与部6
3)とを具備することを特徴とする。また、請求項2記
載の発明は、請求項1記載の楽音発生装置において、前
記フィルタ制御手段が、最小2乗法により前記フィルタ
係数の演算生成を行うことを特徴とする。さらに、請求
項3記載の発明は、請求項1記載の楽音発生装置におい
て、前記フィルタ係数の収束の速さを任意に設定する収
束速さ設定手段を具備し、前記フィルタ手段が、この収
束設定手段で設定された収束の速さに応じて前記フィル
タ係数を演算生成することを特徴とする。加えて、請求
項4記載の発明は、請求項1記載の楽音発生装置におい
て、前記データ供給手段が、記憶された複数の周波数特
性のデータの中から、ジャンルに応じた周波数特性のデ
ータを選択することを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above-mentioned problem, a musical sound signal generating means for generating a predetermined musical sound signal is provided, and in a musical sound generating apparatus for giving a desired frequency characteristic to the musical sound signal generated by the musical sound signal generating means, a filter coefficient is used. filter means for filtering said tone signal at a defined characteristic (e.g., a filter 7 in the embodiment) and, either the filtered tone signal by the tone signal generated in the musical tone signal generating means and the filter means on the other hand Based on the tone signal of
An output unit (for example, speaker 11 or the like in the embodiment) for outputting a musical tone;
Input means (for example, a microphone 12 or the like in the embodiment) for converting the signal into a signal; and supplying the tone signal generated by the tone signal generating means to the output means prior to giving a desired frequency characteristic to the tone signal. , filtered of the generated musical tone signal and the filter means of the signal and the musical tone signal generating means output from said input means in response thereto
Estimating means (for example, the parameter supply unit 6 in the embodiment) for estimating the transfer characteristic (H ′) based on the obtained tone signal.
2) and data supply means for storing a plurality of data relating to a desired frequency characteristic and controlling the frequency characteristic of the tone signal generated by the tone signal generating means based on data selected from the plurality of data. For example, the data supply unit 5) in the embodiment, and the tone signal filtered by the filter means is supplied to the output means, and the signal (h (n)) output from the input means and the data The signal (h (n)) output from the input means and the signal (h (n)) are output so that the error signal (e) obtained from the signal (d (n)) whose frequency characteristic is controlled by the supply means has a minimum value. The signal (d (n)) whose frequency characteristic is controlled by the data supply unit and the tone signal generation unit to which the transfer characteristic (H ′) estimated in advance by the estimation unit are added are generated.
Filter control means for calculating and generating the filter coefficient from a musical tone signal and supplying the filter coefficient to the filter means (for example, the parameter supply unit 62 and the estimated value provision unit 6 in the embodiment)
3) is provided. According to a second aspect of the present invention, in the tone generating apparatus of the first aspect, the filter control means performs the calculation and generation of the filter coefficient by a least square method. Furthermore, the invention according to claim 3 is the musical sound generating device according to claim 1, further comprising convergence speed setting means for arbitrarily setting the convergence speed of the filter coefficient, wherein the filter means sets the convergence speed. The filter coefficient is calculated and generated according to the convergence speed set by the means. According to a fourth aspect of the present invention, in the musical sound generating device of the first aspect, the data supply means selects frequency characteristic data corresponding to a genre from a plurality of stored frequency characteristic data. It is characterized by doing.
【0006】[0006]
【作用】上述した請求項1に記載の構成によれば、出力
手段により出力された楽音は、外部環境によって、その
周波数特性に変化を受けた後に、再び入力手段によって
取り込まれ、信号に変換される。そして、推定手段が伝
達特性を推定し、フィルタ制御手段は、記憶手段のデー
タと推定手段の推定した伝達特性とから、フィルタ係数
を演算生成して、フィルタ手段を制御する。このフィル
タ係数に基づいて、フィルタ手段は楽音信号の周波数特
性を変化させる。そして、供給手段は、フィルタ手段に
より濾波された楽音信号を出力手段へ供給する。さら
に、所望の周波数特性を示すデータ複数個を、記憶手段
に予め記憶させておき、選択操作に応じてデータの何れ
か1つを選択することによって、聴取者に到達する楽音
を所望の周波数特性となるように制御することが可能と
なる。このように、この発明によれば、所望の周波数特
性に関するデータを複数記憶させて、このデータの中か
ら任意のデータを選択可能にするとともに、この選択さ
れたデータと推定手段の推定した伝達特性とからフィル
タ係数を演算生成して、フィルタ手段へ供給しているの
で、楽音に対して任意の周波数特性を付与することがで
きるとともに、楽音に対する任意の周波数特性の付与と
室内環境による周波数特性変化の補償とを1つのフィル
タで実現でき、構成を簡単にすることができる。また、
この発明によれば、特性推定時に、楽音信号発生手段の
発生した楽音信号を出力手段から出力し、特性推定完了
後、フィルタ手段によって濾波された楽音信号を出力手
段から出力するように構成したので、特性推定時にフィ
ルタ手段を介しないため、信号の余分な劣化を防止する
ことができる。さらに、請求項2に記載の構成によれ
ば、前記フィルタ制御手段は、最小2乗法を用いること
により、誤差信号eが最小値とするフィルタ係数を算出
する。 また、さらに、請求項3の構成によれば、前記フ
ィルタ係数の収束の速さを任意に設定できる設定手段を
有し、前記フィルタ制御手段の演算生成するフィルタ係
数を適応過程において振動無く最小点で収束するよう
に、収束の速さの調整を 行う。 さらに、また、請求項4
の構成によれば、前記データ供給手段は、記憶された複
数の周波数特性のデータの中から、ジャンルに応じて聴
取者が聴取する楽音に対する理想的な周波数特性のデー
タを選択し、出力する楽音信号にこのデータに対応した
周波数特性を付与する。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the tone output by the output means is changed in its frequency characteristic by the external environment, and then taken in again by the input means and converted into a signal. You. Then, the estimating means
The filter control unit estimates the transfer characteristic and calculates and generates a filter coefficient from the data in the storage unit and the transfer characteristic estimated by the estimation unit, and controls the filter unit. Based on this filter coefficient, the filter means changes the frequency characteristics of the tone signal. The supply means supplies the tone signal filtered by the filter means to the output means. Further, a plurality of data indicating desired frequency characteristics are stored in the storage means in advance, and any one of the data is selected according to the selection operation, so that the musical sound reaching the listener can be converted to the desired frequency characteristics. It is possible to control so that As described above, according to the present invention, a plurality of data relating to a desired frequency characteristic are stored, arbitrary data can be selected from the data, and the selected data and the transfer characteristic estimated by the estimating means are stored. Since a filter coefficient is calculated and generated from the above and supplied to the filter means, it is possible to give an arbitrary frequency characteristic to the musical sound, and to give an arbitrary frequency characteristic to the musical sound and change the frequency characteristic due to the indoor environment. Can be realized by one filter, and the configuration can be simplified. Also,
According to the present invention, at the time of characteristic estimation, the tone signal generated by the tone signal generating means is output from the output means, and after the characteristic estimation is completed, the tone signal filtered by the filter means is output from the output means. Since the filter does not pass through the filter when estimating the characteristic, it is possible to prevent the signal from being excessively deteriorated. Furthermore, according to the configuration of claim 2
For example, the filter control means uses a least squares method.
Calculates the filter coefficient that minimizes the error signal e.
I do. Further, according to the configuration of claim 3, the flange is provided.
Setting means that can arbitrarily set the convergence speed of the filter coefficient
A filter section for calculating and generating the filter control means
Numbers converge at minimum point without oscillation in adaptation process
Next, the convergence speed is adjusted . Claim 4
According to the configuration of the first aspect, the data supply unit stores the stored multiple
From the frequency characteristic data
Ideal frequency characteristic data for the music sound heard by the listener
Select the data and output the tone signal corresponding to this data.
Add frequency characteristics.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図1は、この実施例の電子楽器の電気的
構成を示すブロック図である。この図において、1は鍵
盤や各鍵に対応したスイッチ等によって構成された鍵盤
装置であり、演奏者が操作する鍵の押離を検出して、押
鍵に対応する信号キーオンKON、離鍵に対応するキー
オフKOFF、押鍵に対応した音高を示す信号キーコー
ドKC等を生成する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of the electronic musical instrument of this embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a keyboard device composed of a keyboard and a switch corresponding to each key. The keyboard device detects pressing and releasing of a key operated by a player, and performs signal key-on KON and key releasing corresponding to the key pressing. A corresponding key-off KOFF, a signal key code KC indicating a pitch corresponding to a key depression, and the like are generated.
【0008】2は音色やリズム等の設定を行う操作パネ
ルである。この操作パネル2には、図4に示すように、
リズムを選択するスイッチ21〜23、リズムのスタート
/ストップを指示するスイッチ24、および音色を選択
するスイッチ25〜28 が各々設けられており、これら
スイッチの設定・選択から次に示す信号が生成される。
すなわち、これら信号は、リズムのスタート/ストップ
指示に対応するSTART/STOP、発音すべき音色
を示す音色コードTC、リズムの種別に対応するジャン
ルコードJCである。Reference numeral 2 denotes an operation panel for setting timbre, rhythm, and the like. The operation panel 2 includes, as shown in FIG.
Switch 2 1 to 2 3 to select a rhythm switch 2 4 for instructing start / stop of the rhythm, and the switch 2 5-2 8 for selecting a tone color is provided each, and then the setting and selection of these switches The signal shown is generated.
That is, these signals are START / STOP corresponding to a rhythm start / stop instruction, a timbre code TC indicating a timbre to be emitted, and a genre code JC corresponding to a rhythm type.
【0009】再び図1に戻る。3は、キーオンKONお
よびキーオフKOFFに応じて、キーコードKCに対応
する音高の、音色コードTCに対応する音色の、楽音信
号を生成する楽音信号発生部であり、生成した楽音信号
を加算器Sの一方の入力端へ供給する。一方、4はリズ
ム信号発生部であり、スイッチ24 によってリズムスタ
ートの指示がされた場合に、ジャンルコードJCに対応
するリズム信号を発生し、加算器Sの他方の入力端へ供
給する。Returning to FIG. Reference numeral 3 denotes a tone signal generator for generating a tone signal of a tone corresponding to the key code KC and a tone color corresponding to the tone color code TC in accordance with the key-on KON and the key-off KOFF. S is supplied to one input terminal. Meanwhile, 4 is a rhythm signal generating unit, when it is instructed rhythm started by the switch 2 4, and generates a rhythm signal corresponding to a genre code JC, supplied to the other input terminal of the adder S.
【0010】加算器Sにおいて、楽音信号およびリズム
信号が加算されて、以下の入力端に供給される。これら
の入力端は、データ供給部5、演算部6、フィルタ7お
よびセレクタ8の入力端子Bである。ここで、加算器S
の加算結果をx(n)とする(nはサンプリング周期に
対応したタイムスロットの番号0,1,2,……を表
す)。データ供給部5は、操作パネル2で選択可能なジ
ャンル毎に聴取者が聴取する楽音の理想的な周波数特性
を記憶するとともに、例えば、フィルタを有し、加算結
果x(n)にジャンルコードJCに基づく周波数特性を
付与するものであり、付与した信号d(n)を演算部6
に供給する。ここで、ジャンル毎の理想的な周波数特性
とは、例えば、ジャズであれば全体域にわたって均一な
特性であるのが望ましく、また、ロックであれば高域が
強調される特性であるのが望ましい等を言う。In the adder S, the tone signal and the rhythm signal are added and supplied to the following input terminals. These input terminals are the input terminals B of the data supply unit 5, the operation unit 6, the filter 7, and the selector 8. Here, the adder S
Is defined as x (n) (n represents time slot numbers 0, 1, 2,... Corresponding to the sampling period). The data supply unit 5 stores an ideal frequency characteristic of a musical sound to be listened to by a listener for each genre selectable on the operation panel 2 and has, for example, a filter, and a genre code JC in the addition result x (n). And assigns a frequency characteristic based on the signal d (n).
To supply. Here, the ideal frequency characteristic for each genre is, for example, desirably a uniform characteristic over the entire region in the case of jazz, and a characteristic in which the high region is emphasized in the case of rock. Say etc.
【0011】演算部6は、後述する加算器、パラメータ
供給部および推定値付与部からなり、その内部構成は動
作状態によって変化する。演算部6は、これら各部によ
って、その各入力端に供給される信号から後述する誤差
信号eを生成し、この誤差信号eに基づいてフィルタ7
の各乗算係数を算出するとともに、セレクタ8の選択を
制御する信号SLTAを出力する。フィルタ7は該乗算
係数に基いて加算結果x(t)の周波数特性を制御し
て、この出力信号を演算部6およびセレクタ8の入力端
子Aに供給する。The operation unit 6 includes an adder, a parameter supply unit, and an estimated value application unit, which will be described later. The arithmetic unit 6 generates an error signal e, which will be described later, from the signals supplied to the respective input terminals by these units, and a filter 7 based on the error signal e.
, And outputs a signal SLTA for controlling the selection of the selector 8. The filter 7 controls the frequency characteristic of the addition result x (t) based on the multiplication coefficient, and supplies this output signal to the calculation unit 6 and the input terminal A of the selector 8.
【0012】セレクタ8は、入力端子A、Bへ供給され
るデータの一方を、セレクト端子SAに供給される信号
SLTAに基づいて選択して、出力するものであり、信
号SLTAが「1」のとき、入力端子Aが選択されるよ
うになっている。セレクタ8の出力は、D/A変換部9
によってアナログ信号に変換された後に、アンプ10に
よって増幅されて、スピーカ11を介して楽音として出
力される。スピーカ11による楽音は、マイク12によ
り電気信号に変換され、アンプ13にる増幅を介し、さ
らにA/D変換部14によってディジタル信号に変換さ
れて演算部6に供給される。ここで、マイク12は、楽
音を聴取する場所に設置されるものである。The selector 8 selects and outputs one of the data supplied to the input terminals A and B based on the signal SLTA supplied to the select terminal SA. At this time, the input terminal A is selected. The output of the selector 8 is supplied to a D / A converter 9.
After being converted into an analog signal, the signal is amplified by the amplifier 10 and output as a musical tone through the speaker 11. The musical sound from the speaker 11 is converted into an electric signal by the microphone 12, amplified by an amplifier 13, further converted into a digital signal by an A / D converter 14, and supplied to the arithmetic unit 6. Here, the microphone 12 is installed at a place where a musical sound is listened.
【0013】次に、フィルタ7の詳細構成について図3
を参照して説明する。この図において、Dは、その入力
データをサンプリング周期の1周期分だけ遅延させる遅
延素子である。ここで、mを正整数とすると、遅延素子
Dは、この図に示すように、(m−1)個カスケード接
続されており、一般的な遅延結果x(n−i)(i=0
〜m−1)が乗算器Miにそれぞれ供給されている。そ
して、乗算器M0〜Mm- 1 の各々は、演算部8から供給
される係数w(0)〜w(m−1)をそれぞれ乗算する
ものである。乗算器M0〜Mm-1の各乗算結果は、加算器
Aにて加算されて、このフィルタ7の信号y(n)とし
て供給される。このようなフィルタ7の構成において、
信号y(n)は次式のようになる。Next, the detailed configuration of the filter 7 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In this figure, D is a delay element that delays the input data by one sampling cycle. Here, assuming that m is a positive integer, (m-1) delay elements D are cascade-connected as shown in this figure, and a general delay result x (ni) (i = 0)
~m-1) are respectively supplied to the multiplier M i. Each of the multipliers M 0 ~M m-1 is the coefficient supplied from the operation unit 8 w a (0) ~w (m-1 ) intended to multiply each. The multiplication results of the multipliers M 0 to M m−1 are added by the adder A and supplied as a signal y (n) of the filter 7. In such a configuration of the filter 7,
The signal y (n) is as follows.
【0014】[0014]
【数1】 (Equation 1)
【0015】すなわち、フィルタ7では、係数w(0)
〜w(m−1)を変化させることにより、加算結果x
(n)の周波数特性を変化させることができるようにな
っている。That is, in the filter 7, the coefficient w (0)
~ W (m-1), the addition result x
The frequency characteristic of (n) can be changed.
【0016】次に、この実施例の動作について説明す
る。はじめに、この実施例では、スピーカ11とマイク
12との間における伝達特性Hをして、推定特性H’を
求める。この後、実施例では、スピーカ11により出力
される楽音に対し、予め推定特性H’の逆特性を付与し
て、外部環境による周波数特性の変化を補償させる。以
下、これらについて詳述する。Next, the operation of this embodiment will be described. First, in this embodiment, a transfer characteristic H between the speaker 11 and the microphone 12 is determined to obtain an estimated characteristic H ′. Thereafter, in the embodiment, the tone output from the speaker 11 is given an inverse characteristic of the estimation characteristic H 'in advance to compensate for a change in the frequency characteristic due to the external environment. Hereinafter, these will be described in detail.
【0017】まず、伝達特性Hを推定するために、演算
部6は、信号SLTAを「0」にして、セレクタ8に入
力端子Bを選択させる。このとき、本実施例において
は、加算結果x(n)として、鍵盤演奏あるいは自動リ
ズムによる楽音信号を用いる。これは、鍵盤演奏音ある
いは自動リズム音が広い周波数帯域にわたって発生可能
であるからであるが、例えば、ノイズ発生器を設け、全
周波数帯域にわたって特性がフラットなホワイトノイズ
信号を用いてもよい。図2は、この状態における図1の
構成、特に、加算器Sより後段を簡略化したものであ
り、説明の便宜上、周波数特性が変化しない部分(セレ
クタ8、D/A変換部9、アンプ10、13、A/D変
換部14)を省略してある。なお、この図1と同一部分
には同一符号が付与されている。First, in order to estimate the transfer characteristic H, the arithmetic unit 6 sets the signal SLTA to "0" and causes the selector 8 to select the input terminal B. At this time, in this embodiment, a musical tone signal based on keyboard performance or automatic rhythm is used as the addition result x (n). This is because a keyboard performance sound or an automatic rhythm sound can be generated over a wide frequency band. For example, a noise generator may be provided, and a white noise signal having flat characteristics over the entire frequency band may be used. FIG. 2 is a simplified diagram of the configuration of FIG. 1 in this state, in particular, a portion subsequent to the adder S. For convenience of explanation, portions where the frequency characteristics do not change (selector 8, D / A converter 9, amplifier 10) , 13 and the A / D converter 14) are omitted. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0018】この図に示すように、セレクタ8において
入力端子Bが選択された場合、加算結果x(n)は、フ
ィルタ7および演算部6に供給されるとともに、スピー
カ11によって発音される。このとき、マイク12によ
って取り込まれる信号をh(n)とすると、この信号h
(n)は、加算結果x(n)に伝達特性Hを付与したも
のとなる。As shown in FIG. 1, when the input terminal B is selected by the selector 8, the addition result x (n) is supplied to the filter 7 and the arithmetic unit 6 and is sounded by the speaker 11. At this time, assuming that the signal taken by the microphone 12 is h (n), this signal h
(N) is obtained by adding the transfer characteristic H to the addition result x (n).
【0019】次に、演算部6は、その加算器61におい
て、 e=h(n)−y(n) となる誤差信号eを算出し、パラメータ供給部62に供
給する。この誤差信号eが最小となるような、フィルタ
7の乗算係数w(i)の組を設定することによって、伝
達特性Hを推定することができる。一般に、誤差信号e
の2乗を最小とさせるには、最小2乗法(LMS法)を
用いた適応過程によって、すなわち、次式を用いること
によって、新たに供給すべきフィルタ係数w’(i)を
算出すれば良いことが知られている。Next, the arithmetic section 6 calculates an error signal e in the adder 61 such that e = h (n) -y (n) and supplies it to the parameter supply section 62. By setting a set of multiplication coefficients w (i) of the filter 7 such that the error signal e is minimized, the transfer characteristic H can be estimated. In general, the error signal e
In order to minimize the square of, the filter coefficient w ′ (i) to be newly supplied may be calculated by an adaptation process using the least squares method (LMS method), that is, by using the following equation. It is known.
【0020】[0020]
【数2】 ただし、i=0〜m−1(Equation 2) Where i = 0 to m−1
【0021】この式において、μは乗算係数w(i)の
収束の速さを決定する係数である。例えば、係数μの値
が非常に小さい場合には、適応過程において振動なく最
小点に収束するが、適応速度は遅くなる。一方、係数μ
の値が非常に大きい場合には、適応過程における各ステ
ップで行き過ぎが生じ、発散してしまう可能性がある
が、適応速度は速くなる。このような係数μの値は、図
示しないスイッチボリューム等によって、適切な値に設
定される。また、x(n−i)には、パラメータ供給部
62に入力される加算結果x(n)を順次記憶すること
により得るが、フィルタ7の各遅延結果を用いるように
しても良い。このようにして、誤差信号eを最小にす
る、フィルタ7の乗算係数w(i)の組は、演算部6内
の、図示しない記憶部に記憶されて、伝達特性Hが推定
される。このようにして推定された伝達特性Hの推定特
性をH’とする。In this equation, μ is a coefficient for determining the convergence speed of the multiplication coefficient w (i). For example, when the value of the coefficient μ is very small, it converges on the minimum point without vibration in the adaptation process, but the adaptation speed becomes slow. On the other hand, the coefficient μ
Is very large, each step in the adaptation process may overshoot and diverge, but the adaptation speed becomes faster. Such a value of the coefficient μ is set to an appropriate value by a switch volume (not shown) or the like. Although x (n−i) is obtained by sequentially storing the addition result x (n) input to the parameter supply unit 62, each delay result of the filter 7 may be used. In this way, the set of the multiplication coefficient w (i) of the filter 7 that minimizes the error signal e is stored in the storage unit (not shown) in the arithmetic unit 6, and the transfer characteristic H is estimated. The estimated characteristic of the transfer characteristic H estimated in this manner is defined as H ′.
【0022】伝達特性Hの推定完了後、演算部6は、信
号SLTAを「1」にして、セレクタ8に入力端子Aを
選択させる。このとき、加算結果x(n)として、リズ
ム信号発生部4によるリズム音と楽音信号発生部3との
加算信号が用いられる。すなわち、通常の演奏音が用い
られる。図3は、この状態における図1の構成を簡略化
したものであり、図1と同一部分には同一符号が付与さ
れている。この図に示すように、加算結果x(n)は、
フィルタ7、演算部6およびデータ供給部5に供給され
る。データ供給部5に供給された加算結果x(n)に
は、操作パネル2からデータ供給部5に供給されるジャ
ンルコードJCに対応する周波数特性が付与されて、目
標信号d(n)として加算器61の一方の入力端に供給
される。ここで、ジャンルコードJCに対応する周波数
特性をDとすると、d(n)は、 d(n)=D・x(n) である。After the estimation of the transfer characteristic H is completed, the arithmetic unit 6 sets the signal SLTA to "1" and causes the selector 8 to select the input terminal A. At this time, an addition signal of the rhythm sound generated by the rhythm signal generation unit 4 and the musical sound signal generation unit 3 is used as the addition result x (n). That is, a normal performance sound is used. FIG. 3 is a simplified version of the configuration of FIG. 1 in this state, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in this figure, the addition result x (n) is
The data is supplied to the filter 7, the operation unit 6, and the data supply unit 5. The addition result x (n) supplied to the data supply unit 5 is given a frequency characteristic corresponding to the genre code JC supplied from the operation panel 2 to the data supply unit 5, and added as a target signal d (n). It is supplied to one input end of the device 61. Here, assuming that the frequency characteristic corresponding to the genre code JC is D, d (n) is d (n) = D · x (n).
【0023】また、フィルタ7に供給された加算結果x
(n)には、所定の周波数特性が付与されて、信号y
(n)として出力される。信号y(n)はフィルタ7に
よって出力され、外部環境により、その周波数特性に変
化を受け、マイク12に信号h(n)として取り込まれ
る。すなわち、信号h(n)は、フィルタ7の出力信号
y(n)に、伝達特性Hを付与したものであるので、 h(n)=H・x(n) である。The addition result x supplied to the filter 7
(N) is given a predetermined frequency characteristic, and the signal y
(N). The signal y (n) is output by the filter 7, changes in its frequency characteristics due to the external environment, and is taken into the microphone 12 as a signal h (n). That is, since the signal h (n) is obtained by adding the transfer characteristic H to the output signal y (n) of the filter 7, h (n) = H.x (n).
【0024】さらに、加算器61において、 e=h(n)−d(n) なる誤差信号eが算出されて、パラメータ供給部62の
一方の入力端に供給される。Further, the adder 61 calculates an error signal e such that e = h (n) -d (n), and supplies it to one input terminal of the parameter supply unit 62.
【0025】一方、パラメータ供給部62に供給された
加算結果x(n)には、例えば、フィルタで構成される
推定値付与部63によって、前述した伝達特性Hの推定
特性H’が付与される。ここで、推定特性H’が付与さ
れた信号をx’(n)とする。パラメータ供給部62
は、誤差信号eと信号x’(n)とから、次式を用いて
誤差信号eの2乗を最小とする係数w’(i)を算出
し、フィルタ7の各乗算器に供給する。On the other hand, to the addition result x (n) supplied to the parameter supply unit 62, for example, the above-described estimated characteristic H 'of the transfer characteristic H is added by the estimated value giving unit 63 composed of a filter. . Here, the signal to which the estimation characteristic H ′ is added is defined as x ′ (n). Parameter supply unit 62
Calculates a coefficient w ′ (i) that minimizes the square of the error signal e from the error signal e and the signal x ′ (n) using the following equation, and supplies the coefficient w ′ (i) to each multiplier of the filter 7.
【数3】 (Equation 3)
【0026】これによって、フィルタ7の特性はD/
H’となるので、その出力信号y(n)は、 y(n)=(D/H’)・x(n) である。さらに、スピーカ11から出力されるy(n)
には、伝達特性Hが付与されるので、マイク12によっ
て取り込まれる信号h(n)は、 h(n)=H・y(n) =H・(D/H’)・x(n) となる。前述した、伝達特性Hの推定が精度良く行われ
ればH/H’≒1であるので、 h(n)≒D・x(n) ≒d(n) となる。さらに、H/H’を1に近づけるには、遅延素
子Dの接続数を増やす、μの値を適切に設定する、等に
よって実現できる。As a result, the characteristic of the filter 7 becomes D /
H ′, the output signal y (n) is y (n) = (D / H ′) × x (n). Further, y (n) output from the speaker 11
Has a transfer characteristic H, the signal h (n) captured by the microphone 12 is given by: h (n) = Hy (n) = H. (D / H '). X (n) Become. If the transfer characteristic H is accurately estimated as described above, then H / H ′ ≒ 1, so that h (n) ≒ D · x (n) ≒ d (n). Further, H / H ′ can be brought close to 1 by increasing the number of connected delay elements D, appropriately setting the value of μ, and the like.
【0027】したがって、マイク12に到達する楽音
は、外部環境による伝達特性Hにかかわらず、加算結果
x(n)にジャンルコードJCに対応する周波数特性D
を付与したものとなる。すなわち、演奏者が聴取する楽
音は、所望の周波数特性Dを有することになる。Therefore, regardless of the transfer characteristic H due to the external environment, the tone reaching the microphone 12 has a frequency characteristic D corresponding to the genre code JC in the addition result x (n).
Is given. That is, the musical sound heard by the player has a desired frequency characteristic D.
【0028】上述した実施例では、以下の変形が可能で
ある。 上述した実施例では、モノラル構成であったが、図
6(1)に示すように、2スピーカ、2マイク構成のス
テレオ構成であっても良い。この図において、x
R(n)、xL(n)の各々は、図1における加算結果x
(n)をR、Lチャンネル用に振り分けたものであり、
xR(n)はフィルタ7R-R、7R-Lに、また、xL(n)
はフィルタ7L-R、7L-Lに各々供給されている。フィル
タ7R-Rは、スピーカ11Rからマイク12Rへの伝達
特性HR-Rの逆特性を付与するものであり、同様に、フ
ィルタ7R-Lはスピーカ11Rからマイク12Lへの伝
達特性HR-Lの、フィルタ7L-Rはスピーカ11Lからマ
イク12Rへの伝達特性HL-Rの、フィルタ7L-Lはスピ
ーカ11Lからマイク12Lへの伝達特性HL-Lの、各
逆特性を各々付与するものである。そして、加算器SR
においてフィルタ7R-R、7L-Rの出力が加算されて、こ
の加算結果がスピーカ12Rから発音される。同様に、
加算器SLにおいてフィルタ7L-R、7L-Lの出力が加算
されて、この加算結果がスピーカ12Lから発音され
る。各フィルタ7R-R、7R-L、7L-R、7L-Lと、伝達特
性HR-R、HR-L、HL-R、HL-Lとを、上述した実施例の
ように対応させるように構成すると、楽音をステレオと
することができる。In the above-described embodiment, the following modifications are possible. In the above-described embodiment, a monaural configuration is used. However, as shown in FIG. 6A, a stereo configuration having two speakers and two microphones may be used. In this figure, x
R (n) and x L (n) are the addition results x in FIG.
(N) is assigned to the R and L channels,
x R (n) is applied to filters 7 RR and 7 RL and x L (n)
Are supplied to the filters 7 LR and 7 LL , respectively. The filter 7 RR gives the reverse characteristic of the transfer characteristic H RR from the speaker 11R to the microphone 12R. Similarly, the filter 7 RL has the transfer characteristic H RL from the speaker 11 R to the microphone 12L, and the filter 7 LR has the same. transfer characteristic H LR from the speaker 11L to the microphone 12R, filter 7 LL is to impart each of the transmission characteristic H LL from the speaker 11L to the microphone 12L, each inverse characteristic. And the adder SR
, The outputs of the filters 7 RR and 7 LR are added, and the addition result is output from the speaker 12R. Similarly,
The outputs of the filters 7 LR and 7 LL are added in the adder SL, and the addition result is output from the speaker 12L. If the filters 7 RR , 7 RL , 7 LR , 7 LL and the transfer characteristics H RR , H RL , H LR , H LL are made to correspond to each other as in the above-described embodiment, the tone is stereo. be able to.
【0029】 上述した周波数特性は、ジャンルコー
ドJCに対応するものであり、固定であったが、演奏者
が任意に設定したものであっても良い。さらに、複数個
設定できるようにしておき、所望のものを選択できるよ
うにしても良い。The frequency characteristics described above correspond to the genre code JC and are fixed, but may be arbitrarily set by the player. Furthermore, a plurality of settings may be made so that a desired one can be selected.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の発
明によれば、フィルタ制御手段は、室内環境による周波
数特性変化を補償するように、楽音信号の周波数特性を
制御するので、聴取者に到達する楽音が所望の周波数特
性となるような電子楽器を提供することが可能である。
また、この発明によれば、所望の周波数特性に関するデ
ータを複数記憶させて、このデータの中から任意のデー
タを選択可能にするとともに、この選択されたデータと
推定手段の推定した伝達特性とから、フィルタ係数を演
算生成して、フィルタ手段へ供給しているので、楽音に
対して任意の周波数特性を付与することができるととも
に、楽音に対する任意の周波数特性の付与と室内環境に
よる周波数特性変化の補償とを1つのフィルタで実現で
き、構成を簡単にすることができる。さらに、この発明
によれば、特性推定時に、楽音信号発生手段の発生した
楽音信号を出力手段から出力し、特性推定完了後、フィ
ルタ手段によって濾波された楽音信号を出力手段から出
力するように構成したので、特性推定時にフィルタ手段
を介しないため、信号の余分な劣化を防止することがで
きる。加えて、請求項1記載の発明によれば、前記フィ
ルタ制御手段が、前記入力手段から出力される信号と前
記楽音信号とから求められる誤差信号が最小の値となる
ように、この伝達特性と、前記所望の周波数特性に関す
るデータとに基づき、新たにこのフィルタ手段へ供給す
べき前記フィルタ係数を演算するため、外部環境による
伝達特性にかかわらず、フィルタ係数に所望の周波数特
性が付与されるため、演奏者に所望の周波数特性を有す
る楽音が到達する。また、請求項2記載の発明によれ
ば、前記フィルタ制御手段が、前記入力手段から出力さ
れる信号と前記楽音信号とから求められる誤差信号が最
小の値となるように、最小2乗法を用いて前記フィルタ
係数の算出を行うため、最小2乗法を用いた適応過程に
より、誤差信号の2乗を最小にすることにより、フィル
タ係数の算出が行える。 さらに、請求項3記載の発明に
よれば、前記設定手段が前記フィルタ係数の適 応過程に
おける収束の速さを任意に設定することが出来るので、
フィルタ係数の適応過程において、各々のフィルタ係数
に対応した適切な収束速さを設定する事ができる。 ま
た、さらに、請求項4記載の発明によれば、記憶されて
いる複数の周波数特性のデータの中から、演奏者が演奏
する音楽のジャンルの理想的な周波数特性を選択できる
ので、演奏者が聴取する楽音に所望の周波数特性を付与
することができる。 According to the calling <br/> light according to claim 1 as described above, according to the present invention, the filter control means, so as to compensate the frequency characteristic changes due to indoor environment, controlling the frequency characteristics of the musical tone signal Therefore, it is possible to provide an electronic musical instrument in which a musical sound reaching a listener has a desired frequency characteristic.
Further, according to the present invention, a plurality of data relating to a desired frequency characteristic is stored, and arbitrary data can be selected from the data, and the selected data and the transfer characteristic estimated by the estimating means are determined. Since the filter coefficient is calculated and generated and supplied to the filter means, it is possible to give an arbitrary frequency characteristic to the musical sound, and to give an arbitrary frequency characteristic to the musical sound and a change in the frequency characteristic due to the indoor environment. Compensation can be realized with one filter, and the configuration can be simplified. Furthermore, according to the present invention, at the time of characteristic estimation, the tone signal generated by the tone signal generating means is output from the output means, and after the characteristic estimation is completed, the tone signal filtered by the filter means is output from the output means. Therefore, since the filter is not interposed at the time of characteristic estimation, unnecessary deterioration of the signal can be prevented. In addition, according to the first aspect of the present invention, the filter control means adjusts the transfer characteristic so that an error signal obtained from the signal output from the input means and the tone signal has a minimum value. Since the filter coefficient to be newly supplied to the filter means is calculated based on the data on the desired frequency characteristic, a desired frequency characteristic is given to the filter coefficient regardless of the transfer characteristic due to the external environment. A musical tone having a desired frequency characteristic reaches the performer. Further, according to the second aspect of the present invention,
If the filter control means outputs a signal from the input means,
Error signal obtained from the signal and the tone signal
Filter using the least-squares method so as to have a small value
In order to calculate the coefficients, the adaptation process using the least squares method
By minimizing the square of the error signal,
Data coefficients can be calculated. Further, according to the third aspect of the present invention,
According, the setting means is in the adaptation process of the filter coefficients
Convergence speed can be set arbitrarily.
In the process of adapting the filter coefficients, each filter coefficient
It is possible to set an appropriate convergence speed corresponding to. Ma
Further, according to the invention of claim 4, the stored
Performer performs from among multiple frequency characteristic data
You can select the ideal frequency characteristics of the music genre
Adds the desired frequency characteristics to the music that the performer listens to
can do.
【図1】 この発明による実施例の構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment according to the present invention.
【図2】 同実施例の動作を説明するための概略ブロッ
ク図である。FIG. 2 is a schematic block diagram for explaining the operation of the embodiment.
【図3】 同実施例の動作を説明するための概略ブロッ
ク図である。FIG. 3 is a schematic block diagram for explaining the operation of the embodiment.
【図4】 同実施例における操作パネル2の詳細構成を
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a detailed configuration of an operation panel 2 in the embodiment.
【図5】 同実施例におけるフィルタ7の詳細構成を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of a filter 7 in the embodiment.
【図6】 この発明の変形例の要部構成を示すブロック
図である。FIG. 6 is a block diagram showing a main configuration of a modification of the present invention.
3……楽音信号発生部(楽音信号発生手段)、5……デ
ータ供給部(目標値供給手段)、6……演算部(フィル
タ制御手段)、7……フィルタ(フィルタ手段)、11
……スピーカ(出力手段)、12……マイク(入力手
段)3 ... tone signal generation unit (tone signal generation means), 5 ... data supply unit (target value supply means), 6 ... operation unit (filter control means), 7 ... filter (filter means), 11
... Speaker (output means), 12 ... Microphone (input means)
Claims (4)
手段を具備し、この楽音信号手段の発生した楽音信号に
所望の周波数特性を付与する楽音発生装置において、 フィルタ係数により規定された特性にて前記楽音信号を
濾波するフィルタ手段と、 前記楽音信号発生手段の発生した楽音信号と前記フィル
タ手段によって濾波された楽音信号とのいずれか一方の
楽音信号に基づいて、楽音を出力する出力手段と、 前記出力手段による楽音を入力し、信号に変換する入力
手段と、 前記楽音信号への所望の周波数特性の付与に先立ち、前
記楽音信号発生手段の発生した楽音信号を前記出力手段
に供給するとともに、それに応じて前記入力手段から出
力される信号と前記楽音信号手段の発生した楽音信号と
前記フィルタ手段とによって濾波された楽音信号とに基
づいて伝達特性を推定する推定手段と、 所望の周波数特性に関するデータを複数記憶するととも
に、この複数のデータの中から選択されたデータに基づ
いて前記楽音信号発生手段の発生した楽音信号の周波数
特性を制御するデータ供給手段と、 前記フィルタ手段によって濾波された楽音信号を前記出
力手段に供給するとともに、それに応じて前記入力手段
から出力される信号と前記データ供給手段で周波数特性
が制御された信号とから求められる誤差信号が最小の値
になるように、前記入力手段から出力される信号と前記
データ供給手段で周波数特性が制御された信号と前記推
定手段で予め推定された伝達特性が付与された前記楽音
信号発生手段の発生した楽音信号とから前記フィルタ係
数を演算生成して、前記フィルタ手段に供給するフィル
タ制御手段と、 を具備することを特徴とする楽音発生装置。1. A musical sound generating apparatus for providing a musical sound signal generating means for generating a predetermined musical sound signal and imparting a desired frequency characteristic to the musical sound signal generated by said musical sound signal means. filter means for filtering said tone signal Te, one either the filtered tone signal by the tone signal and the filter means in occurrence of the tone signal generation means
Output means for outputting a tone based on a tone signal ; input means for inputting a tone by the output means and converting the tone into a signal; and prior to giving a desired frequency characteristic to the tone signal, the tone signal generating means. with a tone signal generated in supplying to said output means, a musical tone signal generated in the signal and the tone signal means output from said input means in response thereto
Estimating means for estimating a transfer characteristic based on the tone signal filtered by the filter means, and storing a plurality of data relating to a desired frequency characteristic, and based on data selected from the plurality of data. Data supply means for controlling the frequency characteristic of the tone signal generated by the tone signal generation means, and a tone signal filtered by the filter means being supplied to the output means, and a signal output from the input means accordingly. The signal output from the input unit and the signal whose frequency characteristic is controlled by the data supply unit, such that the error signal obtained from the signal whose frequency characteristic is controlled by the data supply unit is the minimum value. The musical tone to which the transfer characteristic estimated in advance by the estimating means is added.
And a filter control means for calculating and generating the filter coefficient from a tone signal generated by the signal generation means and supplying the filter coefficient to the filter means.
より前記フィルタ係数の演算生成を行うことを特徴とす
る請求項1記載の楽音発生装置。2. The tone generator according to claim 1, wherein said filter control means calculates and generates said filter coefficients by a least squares method.
設定する収束速さ設定手段を具備し、 前記フィルタ手段が、この収束設定手段で設定された収
束の速さに応じて前記フィルタ係数を演算生成すること
を特徴とする請求項1記載の楽音発生装置。3. A convergence speed setting means for arbitrarily setting a convergence speed of the filter coefficient, wherein the filter means sets the filter coefficient according to the convergence speed set by the convergence setting means. The musical tone generating apparatus according to claim 1, wherein the musical tone generating apparatus generates a tone signal.
の周波数特性のデータの中から、ジャンルに応じた周波
数特性のデータを選択することを特徴とする請求項1記
載の楽音発生装置。4. The musical sound generator according to claim 1, wherein said data supply means selects frequency characteristic data corresponding to a genre from a plurality of stored frequency characteristic data.
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